1、第一部分 ADAMS/Rail和Matlab/Simulink聯合仿真1. 在ADAMS/Rail中建立整車的機械模型并進行動力學仿真A. 建立車體模板1.首先建立一個測量車體橫向加速度和垂向加速度的maker點。2.建立一個request，測量加速度。3.建立狀態變量（State Variable）。4.把狀態變量定義為output。B. 建立前轉向架模板1. 先建立一個狀態變量，使它的輸入=0。2. 建立一個作動器左右function： 選用data element3. 定義狀態變量為輸入4. 保存C.動力學仿真整車模型建好后，進行動力學仿真D. 在controls模塊中設置export參

2、數E. 再次進行動力學仿真2. 在Matlab/Simulink中建立控制模塊，實現聯合仿真（1）完成動力學仿真后MATLAB中的操作：a. 打開MATLAB，在左側工作目錄（ADAMS/Rail的工作目錄要和Matlab/Simulink的工作目錄一致）下打開acc.m文件，在ADAMS_init =' '的空白處寫入file/command=acc_dyn.acf，保存。b. 在MATLAB的命令窗口中輸入acc，再輸入adams_sys，出現下圖：復制adams_sub模塊到新的空白simulink窗口，并在MATLAB/simulink中建立PID控制算法，保存，sim

3、ulation start仿真開始。第二部分 被動懸掛、主動懸掛和半主動懸掛的區別傳統的車輛懸掛采用被動懸掛，被動懸掛由彈性元件和阻尼元件組成，其剛度和阻尼是在設計過程中確定下來的，在車輛運行過程中無法進行調節。被動懸掛具有一定的局限性。首先，由于被動懸掛系統的參數不隨線路激擾變化，使其不能同時很好地滿足車輛運行平穩性、穩定性和曲線通過性能對于懸掛參數的要求。其次，由于懸掛參數不能調節，就使得經過最優設計的懸掛只能對某一特定激擾條件產生最優響應，一旦激擾或車輛參數發生變化，減振性能就會惡化。主動懸掛實際上是一個閉環控制的動力驅動系統，通過合理調節輸入到減振系統的能量來抵消來自外界的激擾，從而達

4、到減振的目的。主動懸掛的控制器按照某種設計好的控制方案、根據車輛狀態和線路激擾狀態實時確定出應該施加給車體的目標懸掛力，再由作動器直接施加給車體，實現對車體振動的控制。半主動懸掛采用阻尼特性可調的可控減振器為作動器，通過實時調節可控減振器的阻尼特性，間接地獲得合理的懸掛力。1 傳感器 2. 可調減振器 3. 作動器A. 被動懸掛 B. 主動懸掛 C. 半主動懸掛被動懸掛的懸掛參數在車輛運行過程中固定不變，不能根據線路不平順和外界因素的狀況適時進行調整，自適應性很差，只能在在一定條件下有效地衰減車體的振動，已不能滿足高速列車的發展需要。從理論上說，主動懸掛能夠實時地將某種指標下最優的懸掛力施加給

5、車體，其減振性能是“最優”的。但是主動懸掛的穩定性和可靠性難以保證，控制作用的實現需要消耗大量的能源；此外，成本過高也是限制主動懸掛應用到高速列車上的重要因素。半主動懸掛力的方向取決于懸掛兩端的相對速度，大小依賴于可控減振器的參數可調范圍，從理論上說不能實時地產生“最優”的懸掛力，減振效果不如主動懸掛好。但與主動懸掛相比，半主動懸掛具有很多優點：結構簡單，成本低，能耗小，更重要的是在控制系統失效的情況下半主動懸掛能夠自然轉換為被動懸掛，確保列車的運行安全。半主動懸掛的減振效果要明顯好于被動懸掛，能夠滿足高速列車的發展需求。第三部分 不同控制算法的比較近年來，現代控制理論的多種控制算法諸如：最優

6、控制、自適應控制及神經網絡控制等已被應用于主動懸掛控制系統中。其中，應用最為廣泛的一種是最優控制，然而，由于車輛的非線性、不確定性與構造最優控制器需要對系統準確建模相矛盾，最優控制器實際難以達到理想的要求。同樣，單純的自適應控制或神經網絡控制為達到目標往往導致運算量大、實時性差。模糊控制由于無需精確的數學模型，因此成為迅速發展的一種新型控制方法。但是模糊控制器參數一經確定就不能改變，這樣，對于時變的、非線性懸掛系統，會造成模糊控制規則粗糙，控制效果也難以達到最優。一些調整方法已用于提高模糊控制器的性能，例如基于遺傳算法的主動懸掛模糊控制方法。然而這種優化方法是離線進行的。不能在線優化模糊控制器

7、的各種參數。PID控制屬于直接數字控制一類的控制方式，它利用相對于控制誤差(目標值受控值)的比例(Proportional)、積分(Imegral)、微分(Derivative)等三種動作來決定受控對象的操作量。這種控制方法是一種經典的基本控制方式，它很早就廣泛地應用于連續時間系統的模擬控制器中。原因在于它具有以下優點：(1)原理簡單，操作方便；(2)適應性強，可以應用于各種工業控制領域；(3)魯棒性強，即控制效果對被控對象特性的變化不大敏感。PID控制中比例的作用是使應用系統的響應快，能迅速反映誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩態誤差，比例控制的加大，會引起系統振蕩加劇；積分控制的作用

8、是，能對誤差不斷的積累，輸出控制量以消除誤差，因而，只要有足夠的時間，積分控制將能完全消除誤差，但積分作用太強會讓系統反應變慢，或者增大超調使系統不穩定；微分控制可以減小超調量，克服振蕩，使系統的穩定性提高，同時加快系統的動態響應速度，減小調整時間，從而改善系統的動態性能。但它只在信號發生變化時才起作用，且它的加入使系統對擾動的抑制能力減弱，對擾動有敏感的影響。在連續時間的模擬控制器中所用的理想比例、積分、微分三種動作的特性可以用下式表示：式中K為比例增益；為積分時間；為微分時間；為控制誤差；為控制器的輸出，即控制量。PID控制也有局限性，對于大延遲系統和性能指標要求特別高的系統它就無能為力了

9、，這就需要考慮更先進的控制方法。模糊控制具有傳統控制無法與之比擬的優點，其中主要是：(1)使用語言方法，可不需要掌握過程的精確數學模型，因為對復雜的生產過程很難獲取過程的精確數學模型，而語言方法卻是一種很方便的近似。(2)對于具有一定操作經驗、而非控制專業的工作者，模糊控制方法易于掌握。(3)操作人員易于通過人的自然語言進行人機界面聯系，這些模糊條件語句很容易加入到過程的控制環節上。(4)采用模糊控制，過程的動態響應品質優于常規PID控制，并對過程參數的變化具有較強的適應性。(5)應用模糊控制能減少控制器的存儲空間，降低成本；縮短主動懸掛的延時，使控制更加及時，提高懸掛系統的可靠性。模糊控制的

10、基本思想是將有經驗的操作者對特定的被控對象或過程的控制策略總結成一系列以“IF(條件)THEN(動作)”形式表示的控制規則，通過模糊推理得到控制作用集，作用于被控對象或過程。一般模糊控制算法包括：(1)定義模糊子集，建立模糊控制規則；(2)由基本的物理論域轉變為模糊集合論域；(3)模糊關系推理合成，求出控制輸出的模糊子集；(4)進行模糊判決，得出精確的控制量。模糊控制屬于計算機數字控制的一種形式，因此，模糊控制系統的組成類似于一般的數字控制系統，其框圖如下：模糊控制系統的一般結構模糊控制系統具有較好的魯棒性，這是由模糊控制器內在的原理決定的。模糊控制的輸入輸出變量本身就是模糊化的，它不依賴于系統精確的物理參數。因此可以很好的適應系統的時變。磁流變半主動減振器磁流變減振器通常采用活塞缸結構，磁流變液的通路由位于活塞上的阻尼孔或單獨的旁路構成，在磁流